您的位置:首页 > 国际赛事
新闻中心
驰鹏新闻 活动专题 活动相册 行业动态 国际赛事 车辆知识
F1技术规则解析:复杂动力单元成主导 赛车更丑
发布时间:2014-01-23 14:07:31
 

  2014年F1的焦点都集中在技术规则改革上:涡轮增压引擎重回舞台后会有怎样的表现力?科技含量更高的能量回收系统(ERS)是否更强劲或环保?赛车外形改变与否?新技术会给车队和车手带来哪些挑战?在本月底新车驶上西班牙赫雷兹赛道开始测试之前,所有人的头脑里都充满着这些问号。

  动力:马力不减 强调燃油效率

  2014赛季,传统的“引擎”概念被“动力单元”所取代,通俗地来说就是1.6升V6涡轮增压引擎加上全新的能量回收系统(ERS),目的在于强调能量的回收利用。

  自从国际汽联决定将引擎从2.4升自然吸气V8规格改为1.6升涡轮增压后,很多人担心新赛季引擎声响不如过去吸引人的实质是对其动力有所怀疑。

  虽然新的涡轮增压引擎自身可以产生至少620匹马力,但在能量回收系统的辅助之下,总动力至少不亚于V8带来的780匹最大马力,而有内部人士透露新赛季初期甚至能达到840匹马力。

  根据规定新引擎将只能使用一个涡轮增压器。原理是将废气输送到涡轮后提高转速,接着由第二个涡轮吸收冷空气并向引擎的通风系统施加压力,以此增加动力。具体来说:一台1.6升引擎如果在一个涡轮增压器的工作下受到两倍大气压强的作用,其实际表现力相当于3.2升引擎。但是,这个过程中需要消耗更多的燃油,所以国际汽联通过引入燃油消耗限制规则来控制涡轮增压器的“能量”。

  不仅如此,涡轮增压引擎的使用受制于两个不同标准的燃油限制规则:1)每小时最大燃油流量被控制在100公斤以内;2)每场比赛最多使用100公斤燃油。2013赛季燃油流量达到160-170公斤/小时。新规则目的是以更少的燃油实现相同的动力表现,燃油效率被提高40%。

  全新能量回收系统(ERS)把F1的能源回收利用技术提升到一个新的层面。与原先2011年启用的动能回收系统(KERS)相比,ERS拥有两台电机,能产生两倍于KERS的能量,其容积也是10倍;过去,KERS产生60千瓦的能量,每圈只能使用6.6秒,而ERS产生的能量达到120千瓦,每圈至少可以使用30秒。

  原理上,ERS的一台电机相当于之前的KERS。当车手刹车时,一台电动发电机捕捉刹车产生的能量后将其转化成电能并储存进电池里,在需要的时候激活就可以提升赛车速度。

  另一台电机则与涡轮增压器相连,在充当泄压阀的同时把额外的废气——也就是热能——转化成电能后储存到电池中,也起到防止涡轮转动太快的作用。这部分的电能可以立即重新利用,或者来为电池包充电。

  2012年“阶梯鼻锥”问世之后,F1赛车被指美观程度大大下降。2014年技术规则改革不但无法让赛车外形重新变得吸引人,相反有进一步“丑化”的趋势。

  新赛车的鼻锥将比2013年更低,所以在底盘规则的限制下,赛车设计会牺牲美观度从而追求表现力。

  底盘的外形由三个点决定:驾驶舱前部舱壁(最高点不得高于赛车底板625毫米)、车手足底舱壁(最高点不得高于底板525毫米)和鼻锥内防撞结构(驾驶舱前一米左右)。这个区域的高度被降低到(距离底板)185毫米,比2013年足足低了365毫米。

  关键是525毫米高的舱壁与625毫米高的舱壁之间的衔接会非常直接。形象一点说,之前阶梯式鼻锥呈一个斜坡状,而新的“阶梯”将完全是楼梯格式。同时,设计师将尽可能压低车身高度,与鼻锥最低点靠拢。这会让赛车尤其是前部的外形更加丑陋。

  国际汽联强制降低前舱壁的高度是为了加强安全性,他们意识到外观上不可避免的问题,而且提出方案试图让车队加长衔接部分的长度,但遭到车队拒绝。大多数车队希望延续推杆式前悬挂设计,所以前舱壁高度越高越适合衔接。虽然车队可以像2013年一样采用没有空气动力学效用的“隐形遮板”来美化鼻锥的外观,但由于会增加赛车重量——哪怕只有几克,设计师拒绝采纳该建议。不出意外的话,大多出赛车在外形上很可能比2012年更丑。

  另一个外观上赛车前部明显的变化,是鼻锥每侧向内缩进75毫米,与2013年相比在水平方向上短了150毫米。这个改变将对赛车前部的空气动力学表现带来很大影响,为车队构建前轮周围的空气流通路径增添难度。2008年之前,车队运用轮毂罩来控制引导进入车轮内的气流,轮毂罩已经被禁用多年,而鼻翼变窄令控制车轮内干净的环境难上加难。

  在靠后的位置,因为对冷却的要求变得更高,散热器进气口开口会比过去更大。此外,2014年起赛车只有一个排气管,置于赛车尾部中心线上尾翼前方的位置。在新技术规则之下,尾翼也比原来更小,并且不再有原先置于鼻翼下方水平位置的粱翼,这意味着车队不能再将流经扩散器的空气与上层尾翼之间的空气连接。如此一来,底板对调整底盘高度的作用就愈加重要,它同时会影响底部的空气动力学表现。

 法拉利主席卢卡-迪-蒙特泽莫罗对过去几年F1几乎完全被空气动力学效用左右颇为反感,他认为引擎应该在竞争中扮演主要作用。“V6时代”,引擎及整个动力单元的可靠性必重新成为决定比赛结果的关键。

  制造1.6升V6涡轮增压引擎来说难度并不大,但新引擎把燃油缸内直喷技术第一次引进到F1,因为过去引擎采用的是缸外喷射。由于ERS的结构更加复杂,而新引擎对自身的电力过于依赖,所以一旦ERS出现故障,类似于去年红牛车队多次在KERS损坏后还能赢得胜利的情况今后很难重演。

  整个动力单元的组装也是一个大问题。虽然引擎大小减小,但电池变重,而涡轮上额外的电机必须要承受400-700摄氏度不等的温度,所以散热就非常重要。

  燃油限制在每场比赛只能使用100公斤自后,很容易让人想到一个问题:新赛季是否会出现赛车燃油耗尽而退赛的场景?

  上世纪80年代涡轮增压引擎第一次登上F1舞台时也引入了燃油限制规则,刚开始时有不少赛车在比赛里因为燃油不足而无法坚持。但是随着技术的改进,如今车队可以非常精确地计算燃油的使用率,从比赛第一圈开始工程师就能计算出燃油消耗是否有问题。车手也许会在某个时间点放慢速度以便节省燃油,但因为燃油耗尽而停在赛道上的情况会非常罕见。

  同样不太可能发生的是在一段时间内低速驾驶,直到最后10圈加速往前追,毕竟车队会在燃油限制和容量之间找到平衡,在整场比赛里使赛车能有极致的表现。

  新动力单元更加复杂,然而车手在驾驶舱内的操控比过去简单。原先的KERS需要车手按下方向盘上的按钮激活后才能使用,而2014年起ERS与引擎相连,储存下来的电力将被用来使得扭矩曲线更加平顺。

  工程师会根据车手的驾驶风格调整引擎的映射,只要他们能稳定地驾驶赛车,燃油消耗足够完成整场比赛。但是,如果车手的驾驶极不稳定,每圈线路、给油、刹车都不一样,那就会在燃油消耗上遇到麻烦。

  另一个观众关心的地方就是车速。

  仅就新动力单元提供的动力而言,如果不比原先动力更强,至少与相差无几。但是,就赛车的表现来说,由于下压力可能减少10-15%,每圈车速估计下降10%;赛车增重50公斤,大约相当于每圈慢1.5秒。所以赛季初,赛车比去年每圈慢3-4秒不可避免。虽然车队在围绕鼻翼重建需要的下压力后可以在赛季中找回一秒以上的速度,但总体而言,圈速仍会减慢。

  然而,轮胎又是一大不确定因素。倍耐力方面出于对新引擎扭矩方面的担心可能采取保守策略,果真如此的话势必进一步降低车速。

 

Copyright  版权所有  东莞市驰鹏实业发展有限公司
总机:0769-82233998  地址:广东省东莞市石排镇石横大道下沙加油站旁德邦物流2楼
粤ICP备13040968号   互域网站制作